La nascita dell'ottica si può far risalire al periodo greco. Probabilmente teorie sulla luce furono formulate dai saggi di altre civiltà antiche, ma a noi non ne è giunta nessuna traccia.
Nei secoli V e VI la filosofia greca conobbe uno sviluppo portentoso, i saggi volsero la loro attenzione verso la luce e ne formularono delle teorie. I filosofi greci si posero il problema di svelare il meccanismo della visione, non la natura della luce. L'argomento base era conoscere l'uomo nelle sue funzioni e nelle sue facoltà; ogni ente fisico esisteva perché produceva degli effetti sull'uomo ed il solo effetto conosciuto della luce era la visione, per cui la domanda che i filosofi si ponevano era: come si fa a vedere?
All'interno del periodo greco si possono individuare quattro scuole o correnti:

• Scuola Pitagorica

  Teoria emissionistica: l'occhio emette un quid che raggiunge l'oggetto e lo cattura. Questo quid è costituito in generale da raggi o tentacoli. Archita da Taranto, amico e contemporaneo di Platone, riteneva che la visione avvenisse esclusivamente per mezzo di un "fuoco" invisibile, che usciva dagli occhi e andava a toccare gli oggetti, rivelandone la forma e i colori.

• Scuola democritea

  Teoria atomista-immissionistica: c'è emissione di un quid da parte della cosa vista verso l'occhio. Secondo Leucippo di Mileto, la nostra anima non esce dal nostro interno per andare a toccare gli oggetti, sono gli oggetti che vengono a toccare la nostra anima passando attraverso i sensi, ma noi non vediamo gli oggetti avvicinarsi: bisogna che essi mandino alla nostra anima delle immagini, specie di ombre o simulacri materiali che rivestono i corpi, si agitano sulla loro superficie e possono staccarsene, per portare alle nostre anime le forme, i colori e tutte le altre qualità degli oggetti.

  
  
• Scuola di Empedocle

  Si sostiene la coesistenza delle due emissioni: quella dell'occhio verso l'oggetto e quella dell'oggetto verso l'occhio. Empedocle sostiene che i due flussi sono uno esterno, esistente per sé, oggettivo, di natura corpuscolare, portante l'ordine, la forma ed il colore dell'oggetto; l'altro emesso dall'occhio per mezzo di un "fuoco" (da interpretare come spirito, anima o qualche entità ancor meno definita). Platone insiste soprattutto sul lato psicologico della visione: necessità di un agente esterno che va dall'oggetto verso l'occhio e di un agente interno (fuoco visuale) proteso fuori dell'occhio per dar vita e consistenza all'oggetto visto.

  
  
• Scuola aristotelica

  Aristotele sostiene l'idea di un movimento che si propaga tra l'oggetto e l'occhio e che modifica lo stato dei corpi diafani. Il corpo diafano al buio è in una condizione potenziale, è diafano in potenza. Lo stesso corpo si dice che è in luce, quando è diafano in atto. La sorgente di fuoco modifica il mezzo, riusciamo a vedere perché c'è alterazione del mezzo. Se intorno all'occhio ci fosse il vuoto completo, la visione sarebbe impossibile.

La miglior fortuna arrise alla scuola pitagorica ed alla scuola atomista.
Euclide, allievo di Platone, (300 a. C.) si dichiara nettamente a favore della teoria pitagorica; nelle sue opere introduce tre concetti importanti:

1. il concetto di raggio come direzione di propagazione della luce
2. il concetto che la luce propagantesi lungo questo raggio sia emessa dall'occhio
3. il concetto della propagazione rettilinea

Secondo Euclide, la figura compresa dai raggi visivi è un cono che ha vertice nell'occhio e base al margine dell'oggetto guardato.
Il movimento rettilineo della luce sembra sia stato suggerito dall'esperienza sul passaggio della luce di una fiamma attraverso due fenditure, soltanto quando questi tre corpi erano allineati.
Ad Euclide spetta il merito di aver creato il modello geometrico della luce: il raggio rettilineo, base della costruzione dell'ottica geometrica.
Fino al terzo secolo d. C. i concetti geometrici creati dall'Ottica di Euclide permangono stabili. L'aspetto geometrico dell'ottica è quello che prevale sugli aspetti di natura fisica, fisiologica e psicologica.
Anche se la scuola pitagorica fu la più seguita, la teoria dei simulacri ebbe un certo successo.
Lucrezio (I secolo a. C.) nel De rerum natura afferma che la superficie di tutti i corpi deve emettere delle effigie o figure libere, a cui si addice il nome di membrane o scorze, perché hanno il medesimo aspetto e la medesima forma dei corpi da cui si distaccano per diffondersi nell'aria. I simulacri visti nell'acqua, negli specchi ed in tutti i corpi lucidi, essendo perfettamente simili agli oggetti, non possono essere formati che dalle loro immagini. A sostegno di questa ipotesi, pone la seguente considerazione: se fossero i raggi visuali a consentire la visione, i nostri occhi non potrebbero essere accecati, guardando gli oggetti sfolgoranti; sono i simulacri che partono da essi e feriscono gli occhi. Egli inoltre fa una accenno implicito ad un agente esterno necessario per provocare l'emissione dei simulacri da parte degli oggetti, in quanto questi al buio non emettono nulla che li faccia vedere: si comincia a delineare un "lumen" emesso dal sole e costituito da corpuscoli piccolissimi che si lanciano nello spazio e lo riempiono tutto a grandissima velocità.
Caratteristica comune alle antiche teorie:

• la visione si basa sulle regole della geometria euclidea: la propagazione dei raggi è rettilinea.

• Oggetto di studio non è la luce e la sua propagazione, ma il meccanismo di visione nel suo complesso, con tutte le sue componenti fisiche e psicologiche : c'è luce, perché noi la "vediamo".

• I raggi sono raggi visuali, che si staccano dagli occhi e procedono in linea retta, oppure dall'oggetto si stacca un quid che poi penetra nell'occhio.

• L'oggetto è considerato come un tutt'uno.

• La spiegazione della formazione dell'immagine fornita dallo specchio o dalla lente è più o meno la seguente: l'oggetto "viaggia" sino allo specchio o alla lente, che lo "cattura" e ne forma l'immagine, che è un'entità a se stante. Poi l'occhio, che ha la capacità di dirigere i movimenti, si dispone verso l'immagine e, per mezzo dei raggi visuali, la "vede".

Questi, come visto nel capitolo 1, sono i concetti fondamentali dello schema concettuale "olistico".

Nel Medio-Evo l'evoluzione dell'ottica fu molto lenta. L'ambiente era dominato da una mentalità conservatrice all'eccesso e piena di ammirazione per la sapienza antica. Gli sperimentatori, i fisici venivano considerati dei rivoluzionari e boicottati dai dirigenti dei centri culturali. C'era diffidenza del mondo filosofico verso specchi, prismi, lenti, che fanno vedere una realtà diversa, ingrandita, capovolta, deformata.
Un preconcetto che in particolar modo ritardò e sviò per molto tempo lo sviluppo delle idee in ottica fu il considerare la visione di un corpo come un'operazione globale, unitaria, inscindibile. Un oggetto doveva essere visto nel suo complesso. Non c'era l'idea che il vedere un oggetto potesse essere l'insieme delle operazioni necessarie per vederne le parti elementari: si riteneva che la visione avvenisse per un cono o una piramide avente il vertice nell'occhio e la base sull'oggetto visto e che le immagini si staccassero intere e raggiungessero l'occhio (concezione "olistica").
Nel primo Medio Evo i fautori della teoria delle scorze erano una minoranza rispetto ai sostenitori dei raggi visuali.
L'ottica antica aveva generato l'ottica geometrica e questa a partire dal secolo XI sino al secolo XVI si evolse lentamente, purificando sempre più la natura dei raggi da ogni struttura fisica, accentuandone il carattere geometrico. Studi nel campo fisiologico portarono alla demolizione definitiva dei raggi emessi dall'occhio verso l'esterno. Con Avicenna (1000 a. C.) si cominciò a distinguere la "lux" - qualità luminosa degli oggetti ma anche sostanza materiale o immateriale originaria della luminosità - dal "lumen" - l'effetto che la luce provoca nel mezzo e sui corpi circostanti. La " lux" era responsabile degli aspetti soggettivi e fisiologici della visione (luminosità, colore), mentre nel concetto di lumen si ritrovano gli aspetti fisici e oggettivi legati alla propagazione della luce ed all'interazione con gli oggetti. La distinzione tra questi due aspetti del problema era il passo obbligato per arrivare a studiare la luce distinta dal processo di visione e per ritrovare per i raggi di luce tutte le regole già viste per i raggi visuali.
L'ottica antica e quella medioevale, molto simile alla prima, affermatasi anche per il prestigio di cui godevano i grandi saggi del periodo greco-romano ed arabo, era in pieno vigore fino al secolo XVI ed era insegnata in tutte le scuole.